臭気成分を指標とした家畜糞発酵堆肥の迅速な品質判定

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要約

堆肥中に含まれるアンモニア態窒素含量など臭気成分は、堆肥の品質評価の指標となるBODと高い相関関係にあり、堆肥の品質評価の指標として有用な成分である。これらの臭気成分は近赤外分析法により高精度に分析できる。また、臭気識別装置で得られた臭気成分を用いた判別分析により発酵品質の判定ができる。

キーワード:豚糞堆肥、発酵品質評価、臭気成分、近赤外分析、環境保全、家畜類
担当:畜産草地研・畜産環境部・排泄物制御研究室
連絡先:0298-38-8667
区分:畜産草地
分類:技術・参考

背景・ねらい

家畜排泄物には、有機質肥料及び土壌改良資材として重要な資源であるが、その有効利用が図られていない。このことは家畜排泄物を主原料にした堆肥の品質評価基準が明確に示されていないこともその一要因と考えられる。そこで家畜糞から調製される堆肥について、近赤外分析法(NIRS)および臭気識別装置により堆肥の臭気成分を迅速かつ高精度に分析する手法を開発し、これらの成分に基づく品質評価法を確立する。

成果の内容・特徴

肉豚糞を原料として調製した堆肥を発酵過程の1週間毎(7週まで)の切り返し時に採取した堆肥15点を供試した。試料から抽出した溶液を用い、アンモニア態窒素量(ケルダール法)、揮発性脂肪酸(ガスクロ)および臭気識別装置(アロマライザー)により臭気成分を分析した。生物化学的酸素要求量 (BOD)はクーロメーター法により分析し、アンモニア態窒素量とBODとの関連、NIRSによる堆肥抽出液のアンモニア態窒素量の迅速でしかも簡易な定量および品質判定の可能性を検討した。
アンモニア態窒素とBODとの間に相関係数が-0.930の高い相関が認められた(図1)。
NIRSによる堆肥中のアンモニア態窒素の定量では、化学分析値と近赤外推定値との間に相関係数0.988、回帰推定からの標準誤差0.002の高い精度が認められ(図2)、堆肥中のアンモニア態窒素はNIRSにより定量できる。
臭気識別装置により分析した臭気成分は、アルデヒド系およびアンモニア、アミン、硫黄系で経時的な変化が大きく(図3)、これらの臭気成分を用いた判別分析において、1～4週目と5週目以降を識別でき(図4)、品質評価のための指標として有望であることが示された。